G6PD (Hebrew)

(G6PD) גלוקוז 6 פוספט דהידרוגינאז


 גלוקוז 6 פוספט דהידרוגינאז (G6PD) הוא אנזים הנמצא בציטופלזמה כל תאי הגוף ותפקידו להגן מפניניזקי חימצון הנגרמים בחילוף החומרים. האנזים פועל במסלול הפנטוז פוספט,מסלול מטבולי שהוא חלק מתהליך הפקת הסוכרים בתא. מבחינה אבולוציונית זהו אנזים קדום מאוד הנמצא בכל האורגניזמים מחיידקים דרך צמחים ועד ליונקים. חסר או בעיית תפקוד של אנזים זה הינו הבעיה האינזימטית המורשת הנפוצה ביותר בעולם ולוקים בה מעל 400 מיליון איש.

מבנה ופעילות החלבון
 מולקולת חלבון אחת בנויה מרצף של 515 חומצות אמיניות במשקל של 59.2 KD המהווה את המבנה הראשוני של החלבון. קשרי מימן הנוצרים בין חומצות האמינו יוצרים את המבנה השניוני של החלבון. החלבון מתקפל לשתי צורות של מבנים שניוניים : סליל אלפא (צבע ורוד) ומשטח בטא (צבע כתום) שיחד מהווים את המבנה השלישוני של החלבון. האנזים במצבו הפעיל נמצא בשיווי משקל בין מצב של דימר,כלומר, שתי שרשראות חלבון זהות או מצב של טטראמר כלומר,

ארבע שרשראות זהות כך למעשה, מושג המבנה הרביעוני של החלבון.

הפיכתו של האנזים לפעיל (דימר או טטראמר) דורש קישור למולקולות NADP+ (המיוצג בירוק בתמונה) דרך אתרי הקישור הנמצאים בארבע עמדות במבנה החלבון (מיוצג בצורת קשרים ואטומים בכחול).

האנזים הפעיל G6PD נקשר לסובסטרט שלו גלוקוז 6 פוספט בשתי עמדות הנמצאות בחלקו הפנימי של החלבון (מיוצג באדום בתמונה). עמדות קשירת הסובסטרט נמצאות בחלקים השמורים אבולוציונית במבנה החלבון מה שמעיד על חשיבות העמדות (מידת השימור מאופיינת בצבעים וככול שהצבע יותר סגול מידת השימור גבוהה יותר).ניתן לראות שעמדות האתר הפעיל צבועות בסגול ולכן שמורות מאוד. התהליך האנזימתי שמבצע G6PD מסוכם במשוואה הבאה: D-glucose 6-phosphate + NADP+ = D-1,5-lactone 6-phosphate + NADPH.

תפקיד החלבון
 G6PD הוא כאמור, האנזים הראשון במסלול ה"פנטוז פוספט". במסלול זה יש תהליך ביוכימי המתבצע בכל התאים בגוף ותפקידו לייצר את המולקולה NADPH התהליך משמש כחלק מהפקת האנרגיה מסוכרים, אך חשוב גם ליכולתו של התא למנוע נזק מחומרים מחמצנים. תאי הדם האדומים הם תאים חסרי גרעין ולכן אינם יכולים לייצר חלבונים במהלך חייהם. במידה ונפגעת פעילותו של G6PD בתאים אלה, או שרמת פעילותו נמוכה מהדרוש, היכולת לייצר את המולקולה NADPH נפגעת בצורה חמורה, ולכן נפגעת יכולתו של תא הדם האדום להתמודד עם נזקי חימצון ועלולה להיווצר פגיעה בקרום התא. כאשר הפגיעה בקרום התא משמעותית - קורס קרום התא ותכולת התא נשפכת, חלקה או כולה אל מחזור הדם. תופעה זו מכונה "אנמיה המוליטית" או "המוליזה". היווצרות הנזק לתאי הדם האדומים תלויה במידת החשיפה לחומרים מחמצנים בהם מזונות שונים או תרופות.

G6PD גנטיקה של
 חוסר באנזים G6PD הוא מחלה תורשתית רצסיבית. הגן לאנזים G6PD נמצא על כרומוזום X כלומר נמצא בתאחיזה ל-X. שינוי בגן הנמצא בתאחיזה ל-X עשוי לבוא לידי ביטוי יותר בגברים כיוון שלהם יש רק כרומוזום X אחד. בנשים יש שני עותקים של כרומוזום X ומספיק עותק אחד תקין לביטוי תקין של הגן. ניתן לראות את דרך ההורשה כשהאם נשאית בתמונה הבאה. לעומת זאת כשהאב נשא תמונת ההורשה תהייה שונה. חוסר באנזים G6PD אינו מסוכן ואינו גורם נזק אם מקפידים על תזונה מתאימה ולקיחת תרופות באופן מושכל. מחקרים הראו לאחרונה שלאנשים בעלי חוסר תורשתי באנזים G6PD  יש יכולת טובה יותר להתמודד עם מחלת המלריה.

דף עבודה מלווה לתלמיד, דף בנושא השוואת רצפים
 עימוד רצפים , דף עבודה לתלמיד